kierownik zespołu:

prof. UAM dr hab. Ireneusz Kownacki

Celem projektu jest synteza nowych pochodnych perylenodiimidu (PDI) do zastosowania w organicznej fotowoltaice oraz badania korelacji między chemiczną modyfikacją struktur otrzymanych związków oraz ich właściwościami. Badania będą skoncentrowane m. in. na poprawie funkcjonalności międzywarstwy katodowej, która stanowi znany w literaturze koncept poprawy kontaktu między nieorganicznymi elektrodami a organicznym materiałem aktywnym. Zsyntezowane zostaną pochodne cechujące się wysokim przewodnictwem elektrycznym, wykorzystujące przy tym efekt oddziaływań ?-? stakingowych cząsteczek PDI, co pozwoli na aplikowanie warstw grubszych aniżeli 10 nm. Jak dotychczas jest to maksymalna grubość, której przekroczenie prowadzi do zwiększenia oporów elektrycznych na złączu elektroda-międzywarstwa-warstwa aktywna. Rdzenie PDI wyposażone zostaną w podstawniki różniące się między sobą: typem oraz ilością grup polarnych, a także długością linkera pomiędzy polarnym ugrupowaniem i atomem azotu układu imidowego, jak również między przeciwnie naładowanymi fragmentami podstawnika, tworzącymi jon dwubiegunowy. Spośród szeregu pochodnych perylenowych wytypowany zostanie związek wyposażony w najbardziej efektywną grupę kotwiczącą. Zaplanowane syntezy umożliwią ustanowienie jednoznacznych wytycznych, pozwalających uzyskać możliwie najlepszą przewodność międzywarstwy opartej na PDI. Ponadto, w ramach projektu podjęte zostaną działania mające na celu otrzymanie efektywnego akceptora dla warstwy aktywnej BHJ (ang. bulk heterojunction solar cells). Zsyntezowane zostaną zupełnie nowe trójwymiarowe związki składające się z rdzenia oraz dołączonych do niego zorientowanych przestrzennie struktur perylenowych, które w dalszym etapie zostaną zastosowane do produkcji ogniw fotowoltaicznych. Następnie przetestowana zostanie skuteczność tych urządzeń, co pozwoli wybrać rdzeń zdolny do promowania najbardziej optymalnego stopnia agregacji pierścieni aromatycznych. Istotną zaletą tego projektu jest fakt, że wprowadzenie do urządzenia zarówno międzywarstwy, jak i akceptora opartych na PDI zapewni doskonały kontakt między podobnymi chemicznie warstwami, zwiększając szansę na zbudowanie ogniwa słonecznego o wysokiej wydajności. Co więcej, zdobyta wiedza na temat korelacji między strukturami pochodnych perylenu, a ich właściwościami, ustanowi pewne wytyczne, które przyczynią się znacznie do rozwoju technologii OSC.